JPH0228398B2

JPH0228398B2 -

Info

Publication number: JPH0228398B2
Application number: JP8669385A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Maekawa; Sukenori Mizuno
Original assignee: Taki Chemical Co Ltd
Current assignee: Taki Chemical Co Ltd
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1990-06-22
Also published as: JPS61245900A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はメタン醗酵促進剤に関する。石油シヨツク以降、濃蓄、林産廃棄物、食生活
廃棄物等廃棄物の浄化と同時に熱エネルギー源と
しての回収法としてのメタン醗酵が注目されてい
る。殊に、し尿、下水処理施設の普及に伴つて、高
濃度処理が可能であり、汚泥発生量が少ない等の
利点を有する嫌気性消化処理法が発達している
が、反面、消化温度を高めるため加温を必要と
し、消化期間が長期間に及ぶなどの欠点を有す
る。例えば、ある嫌気性消化試験では、10℃ではガ
ス化が90％進行するに90日を要し、30℃では28
日、また、汚泥グラム当り、ガス発生量は10℃で
450mlに対し、30℃では760mlと極めて温度依存性
が高く、従つて実操業では30〜40℃で行われ、ま
た消化日数も通常20〜30日を要している。このような現状に鑑み、常温に於ては勿論、低
温に於てもガス化速度が大きく、メタンガス発生
量を増加させる方法について、種々検討を行つた
結果、以下に詳記する本発明を完成したものであ
る。即ち、本発明は、一般式（但し、R¹はＨ、CH₃−、

【式】

【式】または

【式】Ｒは −CH₂−、−CH₂−CH₂−、または−CH＝CH−
を示し、ｎ＝３〜５である）で示されるＮ−アシ
ルラクタム類化合物からなるメタン醗酵促進剤に
関する。本発明化合物の製造方法は既に周知の方法であ
り、例えば、以下の方法により製造することがで
きる。 (1)ラクタムと酸無水物の反応、(2)ラクタムと酸
クロリドの直接反応、(3)３級アミン類あるいはジ
メチルホルムアミド存在下でのラクタムと酸塩化
物との反応、(4)ラクタムのアルカリ金属塩と酸塩
化物との反応、(5)ラクチムエーテルと酸塩化物と
の反応、(6)トリメチルシリル化ラクタムを経由し
た酸クロリドとの反応、(7)２−クロロピリジニウ
ム塩による酸との中間体とラクタムとの反応など
により容易に製造することができる。例えば、ラクタムと酸クロリドとの直接反応法
で製造する方法について云えば、４−ヒドロキシ
フエニル酢酸、４−ヒドロキシフエニルプロピオ
ン酸または４−ヒドロキシ桂皮酸のメチルエステ
ルの水酸基をベンジル化後、これを加水分解し、
塩化チオニル、五塩化リン、三塩化リン、塩化オ
キサリル等で酸クロリド化した後、２−ピロリド
ン、２−ピペリドンまたはε−カプロラクタムと
反応させることによつて、それぞれ前記一般式に
おけるR′が

【式】Ｒが−CH₂−、− CH₂−CH₂−、−CH＝CH−、ｎ＝３〜５である
Ｎ−アシルラクタム類化合物を製造することがで
きる。また、上記各Ｎ−アシルラクタム類化合物を水
素化分解することによつて、一般式における
R′がＨ、Ｒがそれぞれ−CH₂−、−CH₂−CH₂−、
ｎ＝３〜５のＮ−アシルラクタム類化合物を製造
することができる。また、一般式におけるR′がCH₃−、

【式】

【式】Ｒが−CH₂−、− CH₂−CH₂−、ｎ＝３〜５であるＮ−アシルラク
タム類化合物は、前記

【式】をメチル化、アセチル化、若しくはベンゾイル化すること
によつて製造することができる。また、R′がＨ、Ｒが−CH＝CH−、ｎ＝３〜
５であるＮ−アシルラクタム類化合物は、４−ヒ
ドロキシ桂皮酸の−OH基をメチル化した後、酸
クロリド化し、対応する各ラクタムと反応させ、
これを酸加水分解することによつて製造すること
ができる。本発明促進剤は、一般にはメタン醗酵槽に添加
するが、メタン醗酵原料の有機物に添加しても良
いし、醗酵中の槽に単味で添加してもよい。促進剤の添加形態としては、液状であつても粉
末状であつてもよく、その使用割合は特段限定さ
れないが、有機物100重量部に対して0.01〜0.1重
量部が好ましい。以下に本発明を実施例により更に説明する。製造例４−ヒドロキシフエニルプロピオン酸１ｇに
5W／Ｖ％硫酸メタノール10mlを加え、還流条件
下80℃で６時間保持し、反応後エーテルを加え、
エーテル層を分取後、これを1N水酸化ナトリウ
ム、水の順に洗浄し、脱水後エーテルを留去し、
メチルエステルを得る。メチルエステルを10倍量
のジメチルホルムアミドに溶解後、等モルの無水
炭酸カリウムを加え、次に等モルの塩化ベンジル
を加え、還流条件下80℃で６時間保持し、反応後
エーテルを加え、1N塩酸溶液、1N水酸化ナトリ
ウム溶液、水の順でエーテル層を洗浄後、エーテ
ルを留去しベンジルエーテルを得る。ベンジルエ
ーテルに1N水酸化カリウム溶液10倍量を加え、
180〜190℃に加熱し、油状物が消失し、白色懸濁
物となつた時点で冷却する。白色懸濁物をロ別
し、過剰のエーテルに溶解後、1N塩酸溶液、水
の順に洗浄し、脱水後、エーテルを留去し白色粉
末を得る。白色粉末に塩化チオニル1.3倍モルを
加え、還流条件下80℃で、３時間保持する。反応
後、減圧下で塩化チオニルおよび塩酸ガスを除去
し、２倍モルの２−ピペリドンのピリジン溶液を
加え、塩化カルシウム管をとりつけ、80℃で５時
間保持する。反応後エーテルを加え、エーテル層
を分取後、これを1N塩酸溶液、1N水酸化ナトリ
ウム溶液、水の順に洗浄し、脱水後、エーテルを
留去し、１−〔３−（４−ベンジルオキシフエニ
ル）プロパノイル〕−２−ピペリドン1.42ｇを得
る。次に、この物質をエタノールで溶解後、５％
pd／ｃを触媒とし、水素気流中で撹拌条件下、
室温で５時間保持し、反応後エタノールを留去
し、水−メタノール（１：１）で抽出し、１−
〔３−（４−ヒドロキシフエニル）プロパノイル〕
２−ピペリドン0.74ｇを得た。また、上記のアシル化剤を変えることにより、
次表に示すメタン醗酵促進剤を製造した。以下に
その物質名及び以後使用する試料記号を記載す
る。

【表】実施例１第１表に示すメタン菌培地において消化スラツ
ジ（し尿処理場）を約２ケ月間にわたり馴養後植
種用液とした。第３表に示した物質１mgを１mlの
メタノールに溶解後、10μをセプタム付きスク
リユーバイアルビン（５ml）に添加し、減圧下で
メタノールを除去後、第２表に示す滅菌済み試験
用培地１に前記植種用液を20ml添加し、バイア
ルビンに５mlづつ分注し、30℃で培養を行なつ
た。本試験はすべて嫌気培養器（タバイ）で行な
つた。ヘツドスペースガス中のメタン濃度の変化をガ
スクロマトグラフで測定した結果を第３表に示し
た。

【表】

【表】 ※ 第１表と同組成

【表】実施例２し尿処理場嫌気醗酵汚泥を種汚泥とし、第４表
に示す〜の原水に対する醗酵試験を行なつ
た。初発有機物負荷10Kg／m³で行い、無撹拌で30
℃に保つた。試料添加量を１mg／回とし、開始
時、５日目、15日目に添加した。結果を第５表に
示す。

【表】

【表】無添加時発生量
実施例３実施例２と同じ試験を原水、に対し断続撹
拌下30℃で行つた。その結果を第６、７表に示
す。第６表は原水に対する効果、第７表は原水
に対する効果である。

【表】

【表】実施例４実施例２と同じ試験を20℃で行つた。結果を第
８表及び第９表に示す。第８表は原水に対する
効果、第９表は原水に対する効果である。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（但し、R¹はＨ、CH₃−、【式】【式】または【式】Ｒは CH₂−、−CH₂−CH₂−、または−CH＝CH−を
示し、ｎ＝３〜５である）で示されるＮ−アシル
ラクタム類化合物からなるメタン醗酵促進剤。